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(一)
1.1塑性收缩裂缝的产生及其原因分析
技术人员在拌制混凝土材料的过程中,如果没有按照规定要求进行,其强度也就达不到要求,若将这一材料应用在实际工作中,混凝土浇筑完成后处于凝结阶段,必然会受到外界环境的影响,混凝土中大量水分被蒸发,最终产生收缩裂缝。一般来说,这一现象在大体积混凝土施工当中最为常见。众所周知,水利工程的建设一般需要在室外进行,为了保证工程的顺利施工,施工人员不得不将混凝土暴露在外,此时受到外界温度与湿度等因素的影响,混凝土中的水分很快被蒸发,当我们将其应用在实际工程中必然会出现收缩裂缝,影响到整个工程的施工质量,并且随着时间的推移,这种裂缝会不断扩大,工程也就不能够正常使用,甚至威胁到周边居民的生命财产安全。即使是其他工程项目,一旦在施工以及使用过程中出现裂缝,必然会影响到整个工程的质量与外观,不利于其正常使用。在水利混凝土工程施工过程中,造成混凝土出现收缩裂缝的主要原因是由于材料的质量不达标而导致的,致使工程在实际施工中无法实现连续性操作,尤其是在阴雨天气,混凝土更容易出现质量问题,不利于水利工程的正常建设。在实际工程施工过程中,由于施工人员没有对材料质量问题引起高度重视,当混凝土浇筑后处于凝结阶段,极容易出现气泡、蜂窝等各种不良现象,最终导致工程在使用过程中出现裂缝。收缩裂缝是现代化水利混凝土工程施工中最为常见的质量问题之一,一旦出现这种现象,其性能必然会不断降低,致使空气中的有害物质深入裂缝当中,对工程内部结构造成巨大的影响。因此作为一名优秀的施工人员,在水利水电工程施工过程中,一旦出现这一问题必须要及时采取最科学的方法进行处理,消除其中存在的安全隐患,保证水利工程的正常使用。综上所述,水利工程在实际建设过程中如果出现了收缩裂缝,那么就需要施工人员采取有效措施进行处理,这样才能够保证工程的顺利施工,保证其施工质量。
1.2温差裂缝的产生极其原因分析
众所周知,混凝土是由水、水泥、粗细集料、外加剂等多种材料配制而成的一种混合料,为了保证混凝土的性能,施工人员应在配制材料之前设计其配合比,而这一过程是最容易受到外界因素影响的环节,一旦操作失误,例如水泥不够细腻、砂与水的选择缺乏合理性等,就会导致配比不合格,混凝土材料不达标,无法满足工程的施工要求。在混凝土工程施工中,施工人员一般都需要对外界温度进行合理的控制,如果没有进行合理的控制,必然会出现温差裂缝。由于混凝土施工是一项复杂的工程模式,在施工之中对于各项拌合物和原材料的和易性、抗高压性以及完整性都具有着较高的影响问题,这就需要我们在工作中及时的对这些问题进行管理,同时也对混凝土的和易性、流动性和可塑性特点进行完善。通过当前混凝土和易性的衡量依据。通过在混凝土中强度等级的评价标准来衡量混凝土性能是当前建筑工程在施工之中的重点。它主要是混凝土抗压性和耐用性的反应,温度差在裂缝的处理之中存在着一定的缺陷和隐患。温差裂缝主要有三种情况:(1)水工混凝土在施工初期,产生大量的水化热,内外的温差使其产生裂缝;(2)混凝土拆模前后,混凝土表面的温度会急速下降,裂缝产生;(3)由于混凝土内部温度到达极限,但是热量散发慢,而产生温差裂缝。施工中的大体积混凝土,主要是由于温差产生裂缝,诸如水工大坝、分洪闸、拦河坝等体积水工混凝土更易发生此类裂缝。
二、水利施工中混凝土裂缝的防治措施
2.1优化混凝土的设计配合比
在目前的混凝土工程施工中,加强对材料质量的控制是提高混凝土质量的前提,一般在施工中是在配合之前对原材料进行试验搅拌,并且尽可能的减少对各种混凝土级配方式的应用,促进混凝土质量的应用效率和措施。在混凝土施工过程中加强对原材料质量的控制,在混凝土配合之中要采集原材料进行试拌,尽可能地减少水泥用量,添加I级粉煤灰,将水胶比控制在规范允许的范围内,粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性、降低温升、减少收缩、提高抗侵蚀具有良好的作用。在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,这样可以有效的控制裂缝的发展。为了避免裂缝的出现,在设计中利用中低强度底水泥充分利用混凝土的后期强度。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。
2.2加强混凝土养护措施
混凝土养护是在混凝土施工完成之后在一定时间对混凝土的保护防范措施,其主要目的是为了是混凝土能够更好的硬化和凝结。由于在工程之中容易受到温度的影响出现失水现象,因此在混凝土拆模后要挂草帘或铺草浇水,以便养护保湿。初浇注的混凝土就好像初生婴儿,要加倍的关心和爱护。
三、结束语
在混凝土的实际施工过程中,产生裂缝的原因涉及到各个方面,最为常见的裂缝一般有收缩裂缝、温差裂缝等。为了在施工过程中避免出现混凝土裂缝的情况,就需要设计人员认真设计,施工人员严格施工。如果出现了裂缝情况,就需要将设计部门与施工部门有机的结合起来,对裂缝的形成原因进行全面分析,然后采取相应的措施加以控制。
作者:姜秀范 单位:拜泉县基层水利服务站
(二)
一、混凝土裂缝分类及产生原因
水利工程混凝土裂缝根据不同的裂缝影响因素主要分为沉陷裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、塑性收缩裂缝四种,每种混凝土裂缝产生的外部影响因素各有不同,要进行混凝土裂缝有效防控需充分了解混凝土裂缝产生的外部影响因素,进而从影响因素出发进行防控。
1.工程沉陷裂缝
一般情况下,水利工程施工或使用过程中会因为水利工程地基地质不稳定、土质疏松、工程地基填充不均匀而产生地基下陷,而不同层次、程度的地基沉降会影响混凝土受力不均匀而产生裂缝。此外,水利工程基础承载力不达标也会造成混凝土基础下沉产生混凝土裂缝。这类混凝土裂缝被统称为沉陷裂缝。沉陷混凝土裂缝可以表现为贯穿性裂缝与深进型裂缝两种,裂缝呈现形式主要是因为混凝土沉陷方向造成的,其中裂缝程度比较深的混凝土裂缝还常伴随着不同程度的混凝土错位,而且混凝土下沉幅度越大混凝土裂缝深度与宽度会越大。此外,沉陷裂缝还会随着基板沉降程度的增加而不断发展,有的沉陷裂缝甚至会造成断裂,影响工程的质量。水利工程中的沉陷裂缝在冬季施工的水利工程中常见,原因是冬季水利工程施工中温度过低地质存在冻土层,外部温度升高时冻土层解冻,会有程度不均匀的基板下陷,影响混凝土质量。
2.温度裂缝
混凝土温度裂缝主要是因为混凝土施工环节产生水化热反应,而混凝土养护措施不及时到位而产生。一般而言,水利工程施工建设中会有大体积混凝土施工,大体积混凝土施工要点比较繁杂,尤其是混凝土裂缝防控要点密集。大体积混凝土施工受混凝土体积影响,在施工前后混凝土体内部都会产生水化热,如水化热排放不及时便会使混凝土温度升高,与土体内部高温不同的是混凝土外部散热快,自然处于自然状态,这样内外部温差的存在是混凝土温度裂缝产生的直接原因。水利工程混凝土温度裂缝也是因为混凝土受温差影响而热胀冷缩不均匀,混凝土内部拉力达到混凝土拉力极限而形成裂缝。此外,水利工程混凝土温度裂缝因为受温度因素影响生成裂缝分布具有不规则性,而且裂缝处理难度较大。
3.干缩裂缝
水利工程混凝土养护过程中也会产生混凝土裂缝,该类混凝土裂缝是干缩裂缝。混凝土养护工作伴随着混凝土硬化过程,该过程中混凝土硬化会受到各种外部环境的干扰,内部因为空气流通受限水分流失比较缓慢,混凝土内外形成湿度差距,会直接导致混凝土硬度变化不一致,从而产生干缩裂缝。水利工程混凝土干缩裂缝危害较大,会直接导致工程周边水体进入工程裂缝中,深入土体中的水体会改变混凝土水灰比等,降低工程混凝土稳定性,进而影响水利工程的质量。水利工程干缩裂缝多分布在工程混凝土土体表面,而且裂缝呈平行线状分布或网状分布,且干缩裂缝宽度较小,较易修复。
4.塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝与干缩裂缝一样产生于工程硬化养护过程中。塑性收缩裂缝是由于混凝土硬化过程中表面水分流失较快,但是因为表层混凝土直接与外界环境接触,因而水分流失也会存在一定差异,这便增加了塑性收缩裂缝产生的可能性。塑性收缩裂缝具有不规则性,而且裂缝本身具有宽度变化。一般水利工程受周边水体的影响,混凝土内部会产生一定负压,负压会影响混凝土在硬化不完全的条件下表面收缩,混凝土结构性能被改变,工程结构稳定性也受影响。
二、混凝土裂缝危害
混凝土裂缝产生会直接影响水利工程质量,引发工程渗漏,进而降低工程安全与使用性能。一般而言,水利工程混凝土裂缝会随着工程使用而不断发展,而且混凝土裂缝产生会改变工程混凝土强度,工程使用安全性能降低。混凝土裂缝发生水体渗漏会降低混凝土碱度,侵蚀混凝土中的钢筋,降低钢筋强度,混凝土内部整体应力也会随之改变,水利工程经济效益也受到影响。现阶段,水利工程混凝土裂缝造成的并发反应便是渗漏,混凝土渗漏会影响混凝土水灰比,造成混凝土碳化进而加速混凝土裂缝的产生,还会降低混凝土对钢筋的保护性,钢筋受外力侵蚀不断增加直至锈蚀,长期作用会降低工程的结构安全性能。水利工程混凝土裂缝对工程具有严重的慢性侵蚀作用,进行及时的混凝土裂缝处理与防控具有重大的现实意义。混凝土裂缝的长期存在与发展会影响水利工程结构,并对工程结构稳定性、安全性及整体性造成隐患。
三、水利工程混凝土裂缝处理技术
现阶段,水利工程混凝土裂缝问题频发,水利工程施工与使用环节都将混凝土裂缝问题作为工作开展的重点,并同步采取了水利工程混凝土裂缝处理技术。当前,应用比较广泛的混凝土裂缝处理技术有两种,一种是混凝土表面修补处理法,另一种是裂缝灌浆与嵌缝封堵处理法。混凝土裂缝表面修补处理法主要应用于存在裂缝但是结构稳定性能良好的水利工程表面混凝土外表修复。该裂缝处理方法是将水泥浆、环氧胶泥等均匀涂抹在混凝土表层裂缝处或在表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,从而防护混凝土新表层。混凝土裂缝灌浆与嵌缝封堵处理法主要是进行工程性能的大范围修补,该方法采用的主要材料为水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯等,该技术应用中主要是借助材料进行裂缝填充修补,在当前工程管理中应用较广,但是要注意防止再度开裂的发生。
四、结语
本文着重阐述了水利工程混凝土裂缝问题,就混凝土的裂缝种类、产生原因、治理措施与防控措施进行了探讨。笔者认为混凝土作为工程的基石,其质量直接影响工程的安全使用性能,裂缝的产生会影响工程经济效益与社会效益的实现,进行裂缝防控措施探讨,能保证工程质量,综合提升工程安全性能。
作者:李向东 单位:淮河水利水电开发总公司
(三)
一、水利施工中混凝土裂缝的成因
1.1气温的影响
环境因素对混凝土的质量影响较大,如温度和湿度,在混凝土施工过程中,如果环境温度较低,会使混凝土表面产生拉应力,引起混凝土表面收缩,如果混凝土的收缩力超过了自身约束力时,就会造成混凝土裂缝。因此外界环境温度的变化对混凝土自身特性影响较大,使混凝土内部产生相应的拉应力,外界环境温度不论是升高还是降低,如果拉应力超出了混凝土限定的抗拉能力,就会造成混凝土裂缝。所以水利工程施工过程中,应注意施工现场环境温度的变化,尤其是天气的变化,如在冬季施工,就要采取相应的保温措施,以防混凝土产生裂缝。
1.2材料的原因
混凝土配料中,水泥是主要的材料,因此水泥的选择十分关键,在水利施工中,混凝土制作人员应严格对水泥质量进行把关,水泥具有抗裂性差和强度较高的特性,而且在水泥水化反应中,会释放大量的热量,因混凝土内部热量升高,外界环境温度变化较小,因此造成混凝土内外温差增大,使得拉应力与混凝土自身限定的抗拉力相冲突,使混凝土产生裂缝。在混凝土配料中,水泥用量过大,导致混凝土收缩性增强,从而引起混凝土坍塌。混凝土原材料配合比不当,主要有粗骨料石子粒径不符合要求,含砂率以及预搅混凝土控制不当等。实际的混凝土制作中,制作混凝土有一定的制作标准,而作业人员没有按照标准实行混凝土制作,导致混凝土原材料配比不符合规定,从而引起混凝土裂缝。在设计混凝土配合比时,水灰比以及含砂率不同,引起混凝土离析、沁水、保水性不良等问题,造成混凝土收缩。制作混凝土过程中,需掺外加剂,外加剂种类繁多,而不同的外加剂特性不同,混凝土制作中,应根据实际需求来选择外加剂的种类,作业人员在此操作中,由于忽略外加剂的特性,以及混凝土制作的实际需求等,导致外加剂添加不当造成混凝土裂缝。如混凝土制作中,在冬季,制作混凝土时需适当使用抗冻复合添加剂,在常温的条件下应采用减水型外加剂。
1.3后期养护
在混凝土的后期养护中,由于养护不到位,导致混凝土裂缝的产生。混凝土后期养护中,由于表面失水较快,引起变形,从而产生裂缝。在施工场地的露天环境中,混凝土不可避免地遭受风吹日晒,水分较易失去,因此使混凝土发生形变,导致裂缝的产生。在水利工程施工中,混凝土浇筑后的养护期十分重要,养护不周极容易导致混凝土裂缝。
1.4监督管理
在水利工程施工中,为了尽量避免混凝土产生裂缝,施工单位应加强水利工程施工的监督管理,严格监督混凝土的制作流程,提高施工人员施工的规范性,加强水利工程施工的人为监督管理。在现阶段中,大部分的施工单位没有设立相应的监督单位,而且施工监督人员普遍存在素质低的现象,对水利工程施工过程中的诸多工艺流程了解不足,所以在工程监督管理工作中,监督人员不能够及时发现问题,导致问题恶劣化。除此之外,施工队伍中农民工占绝大多数,素质普遍不高,而且在施工中,对要求严格的施工流程,不能做到严格规范,这些情况都是造成混凝土产生裂缝的原因。因此监督管理部门要加强施工的监督管理工作,使混凝土制作流程得以规范化、科学化以及有序化,使混凝土的施工质量得以保证。
二、水利施工中的混凝土裂缝控制措施
2.1气温条件
在混凝土施工过程中,应根据施工现场的实际温度,来调整混凝土施工条件,根据混凝土的特性,在施工中要考虑施工的实际情况,并适当改进施工方案,提高混凝土施工质量。例如在浇筑混凝土施工中,常会出现模板变形的情况,模板变形以及移位状况的发生,需要工程施工中的看护人员及时发现,然后立即停止浇筑混凝土,需将模板修理好才能继续混凝土浇筑。在夏季混凝土的施工中,混凝土浇筑入模温度应低于25摄氏度,在冬季混凝土施工中,混凝土浇筑时,入模温度需高于10摄氏度,如此根据实际的施工现场温度来调节混凝土施工条件,才能保证混凝土的施工质量。
2.2材料的选择
施工材料选择应根据实际的施工要求进行选择,在水利施工中需加强掺合料和水泥的选择以及管理,混凝土制作中,常因水泥的水化反应产生大量的热量,极容易造成混凝土裂缝的产生,因此在选择水泥时,应选择水化热较低的水泥。在制作混凝土过程中,应减少水泥用量,尽量避开强度过高的水泥和硬性水泥。选择骨料时,应按照国家的相关规定进行混凝土骨料的选择,同时要按照混凝土材料的配合比进行混凝土制作。
2.3加强混凝土后期养护
混凝土后期养护工作需做到位,否则极容易造成混凝土裂缝的产生。养护工作中应使混凝土内外温度保持平衡,尽量减少内外温度差,同时要保持混凝土外表的湿度,防止其表面水分蒸发太快,而发生干缩变形。其次要保证混凝土制作中的水泥水化热能够很好地散发,使混凝土的耐久性和强度得到保证。为了防止混凝土内外温差不稳定,施工单位可采取延长混凝土后期养护的措施,通过保温保湿的方法,避免混凝土产生裂缝。
2.4加强监督管理
在水利工程施工中,应加强监督管理部门的管理工作,同时要提高监督人员以及工程施工人员的素质水平,争取在出现问题的第一时间内发现问题,并解决问题。对新上岗的施工人员应进行施工工艺的培训,保证施工人员合格上岗。
三、小结
我国的水利事业正在逐步向前发展,在水利工程施工中,混凝土产生裂缝对水利工程造成了严重的影响,同时也给国家和人民带来了巨大的经济损失。目前我国普遍存在混凝土裂缝的现象,提高混凝土制作工作水平的同时,要加强工程施工质量的严格管理,有效避免水利工程中混凝土裂缝的产生,以提高水利工程建筑物的整体质量。
作者:谭昌丽 单位:合浦县海河堤工程管理站